LFP·NMC부터 나트륨이온·전고체까지: 전기차 배터리 화학 완벽 비교

Michael Powers, Editor

16:41 02-01-2026

전기차 배터리를 이야기할 때 대부분은 리튬이온을 떠올리지만, 그것은 하나의 비법이 아니라 여러 조성으로 이뤄진 큰 계열이다. 완성차 업체들은 예전 엔진을 고를 때처럼, 비용과 주행거리, 수명, 저온에서의 거동, 안전성을 놓고 실용적으로 저울질해 화학계를 선택한다.

지금 시장의 양대 축은 NMC(니켈·망간·코발트)와 LFP(리튬 인산철)다. NMC는 높은 에너지 밀도가 장점이라 긴 주행거리 확보에 유리하지만, 팩 가격이 비싸고 열 관리 요구가 까다로우며 강한 한파에서는 컨디션이 떨어지기 쉽다. LFP는 특히 중국에서 대세로 떠올랐다. 더 저렴하고 안정적이며 수명도 길다. 다만 전통적으로 에너지 밀도가 뒤처졌는데, 그 격차는 빠르게 줄고 있다. 실제 사용 환경에서는 ‘표지판용’ 주행거리보다 안전성과 수명이 더 큰 설득력을 갖는다는 점도 점점 분명해지고 있다.

또 다른 가지인 NCA(니켈·코발트·알루미늄)는 테슬라와 파나소닉으로 익숙하다. 에너지 밀도는 높고 안정성도 준수하지만, 비용과 정교한 냉각 시스템의 필요성은 여전하다. 이에 더해 과도기적 조성들도 속속 등장한다. LMFP는 LFP에 망간을 더해 주행거리와 출력 향상을 노린 진화형으로, 최대 1,000km 주행 같은 제목이 종종 붙지만 이는 특정 구성과 유리한 조건을 전제로 한 결과일 때가 많아 새로운 ‘기준선’으로 보기는 어렵다. 서구권에서는 니켈과 코발트 의존도를 낮추려는 움직임도 뚜렷하며, LMR 같은 조성은 값비싼 금속의 비중을 줄이는 데 목표를 둔다.

옛 선택지도 있다. 납산 배터리는 지금도 내연기관차의 12볼트 보조 전원으로 쓰이고, 초창기 전기차는 낮은 비용 때문에 이를 채택하기도 했지만, 무게와 낮은 에너지 밀도 탓에 그 길은 막다른 골목이 됐다. 니켈 수소(NiMH)는 내구성과 온도 내성 덕에 오랫동안 하이브리드의 표준이었으나, 순수 전기차에서는 결국 리튬이온에 자리를 내줬다. LMO(리튬·망간) 팩은 출력이 좋고 열적으로 안정적이었지만, 상대적으로 빠른 열화가 약점이었다.

요즘 가장 많은 화제를 모으는 다음 단계는 나트륨이온과 전고체 배터리다. 나트륨이온은 원료가 풍부하고 저온 성능이 강하다는 점이 매력적이지만, 에너지 밀도가 낮아 장거리용을 곧바로 대체하기는 어렵다. 전고체는 액체 전해질을 고체로 바꾸어 더 긴 주행거리와 더 빠른 충전, 향상된 안전성을 약속하지만, 대량 양산은 비용과 제조 복잡성이 발목을 잡고 있다. 현실적인 근접 해법으로는 반고체 설계와 함께 음극·양극 소재의 점진적 진화가 꼽힌다. 실리콘이나 리튬 메탈을 활용하는 접근도 진행 중이지만, 수지상 결정(덴드라이트)과 수명 문제가 난관으로 남아 있다.

도심 주행이나 택시 운행에는 내구성과 본래 차분한 안전 거동을 갖춘 LFP가 합리적 선택이 되는 경우가 많다. 반대로 고속도로 비중이 높고 최대 주행거리를 중시한다면, 가격만 맞는다는 전제에서 니켈 함량이 높은 계열이 보통 우세하다. 2026년에 이르면 시장의 구분선은 브랜드 이름보다 배터리 팩 내부의 화학이 무엇인가에 더 가깝게 그어질 가능성이 크다. 구매 시점 훨씬 이전부터 그 ‘속’에 주목해야 한다는 점은 부인하기 어렵다.